CN114008558B - 多向输入装置 - Google Patents

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Abstract

一种多向输入装置，具备：操作输入部，具有操作轴、将操作轴的倾斜转换为正交的两个旋转角度的两个连结机构、使操作轴复位为直立状态的至少一个复位弹簧、以及在内部收纳两个连结机构、至少一个复位弹簧以及操作轴的一部分的框体；板状的基座部，被设于框体之下；以及载荷检测器，被设于框体或者基座部，检测施加给框体的载荷。

Description

多向输入装置
技术领域
本发明涉及多向输入装置。
背景技术
以往，例如作为游戏机等所使用的多向输入装置，已知有能够通过操作部件进行倾倒操作的多向输入装置。例如，在下述专利文献1中公开了这样的技术，对于能够操纵车辆等移动体的移动体操纵装置，在相对于操作部件的中立位置为规定角度的倾斜区域中，根据通过旋转检测传感器检测的操作角度来控制移动体，在其以上的操作中，通过压力传感器检测操作部件的操作力并控制移动体。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2000-250649号公报
发明内容
发明要解决的课题
但是，在上述专利文献1的技术中，在操作部件的非操作时，在操作部件不是正确的中立状态的情况下，根据旋转检测传感器的输出，不能够容易地判断操作部件位于原点的状态(即非操作状态)。
用于解决课题的手段
一实施方式的多向输入装置具备：操作输入部，具有操作轴、将操作轴的倾斜转换为正交的两个旋转角度的两个连结机构、使操作轴复位为直立状态的至少一个复位弹簧、以及在内部收纳两个连结机构、至少一个复位弹簧以及操作轴的一部分的框体；板状的基座部，被设于框体之下；以及载荷检测器，被设于框体或者基座部，检测施加给框体的载荷。
发明效果
根据一实施方式，能够容易判断操作部件位于原点的状态。
附图说明
图1是表示第一实施方式涉及的多向输入装置的上面侧的外观立体图。
图2是表示第一实施方式涉及的多向输入装置的底面侧的外观立体图。
图3是第一实施方式涉及的多向输入装置的分解立体图。
图4是第一实施方式涉及的多向输入装置的剖面图。
图5是第一实施方式涉及的多向输入装置具备的操作输入部的分解立体图。
图6是表示第一实施方式涉及的多向输入装置的电连接结构的框图。
图7是表示第二实施方式涉及的多向输入装置的上面侧的外观立体图。
图8是表示第二实施方式涉及的多向输入装置的底面侧的外观立体图。
图9是第二实施方式涉及的多向输入装置的剖面图。
具体实施方式
〔第一实施方式〕
首先，参照图1～图6对第一实施方式进行说明。另外，在后面的说明中为了方便起见，设图中Z轴方向为上下方向，设图中X轴方向为前后方向，设图中Y轴方向为左右方向。
(多向输入装置10的概要)
图1是表示第一实施方式涉及的多向输入装置10的上面侧的外观立体图。图2是表示第一实施方式涉及的多向输入装置10的底面侧的外观立体图。
图1及图2所示的多向输入装置10是在游戏机等的控制器等中使用的输入装置。如图1及图2所示，多向输入装置10具备外壳210、操作部件220及FPC(Flexible PrintedCircuits，柔性印刷电路)230。
外壳210是“框体”的一例。外壳210是将操作部件220支承为能够进行倾倒操作的箱状的部件。操作部件220是“操作轴”的一例。操作部件220是从在外壳210的上表面且中央部形成的开口部211A向上方突出地设置的、供用户进行倾倒操作的部分。FPC230是从外壳210的内部向外壳210的外部被引出的具有挠性的薄膜状的布线部件。
多向输入装置10能够进行基于操作部件220的前后方向(图中箭头D1、D2方向)及左右方向(图中箭头D3、D4方向)的倾倒操作。并且，多向输入装置10能够进行基于操作部件220的将前后方向和左右方向组合后的倾倒操作。
并且，多向输入装置10能够将X轴方向(前后方向)的旋转角度检测信号和Y轴方向(左右方向)的旋转角度检测信号，作为与操作部件220的倾倒操作(倾倒方向及倾倒角度)对应的操作信号，通过FPC230向外部输出。
并且，如图1及图2所示，多向输入装置10具备：板状的基座部120，被设于外壳210之下；载荷检测器130，被设于外壳210和基座部120之间。多向输入装置10能够通过载荷检测器130检测由于对外壳210施加载荷而在基座部120产生的应变，将表示所检测的应变的应变检测信号向外部输出。
(多向输入装置10的结构)
图3是第一实施方式涉及的多向输入装置10的分解立体图。图4是第一实施方式涉及的多向输入装置10的剖面图。如图3及图4所示，多向输入装置10从上方起依次具备操作输入部200、间隔件140、载荷检测器130及基座部120。
操作输入部200如参照图1及图2说明的那样具备外壳210、操作部件220及FPC230，是实现操作部件220进行的倾倒操作的部分。操作输入部200是能够输出与操作部件220的操作方向及操作量对应的操作信号的所谓模拟控制器。另外，关于操作输入部200的具体结构，在后面使用图5进行说明。
基座部120是在操作输入部200的外壳210的下侧安装的平板状的部件。基座部120通过任意的固定方法被固定于外壳210。基座部120具有柱状部121及四个梁部122X1、122X2、122Y1、122Y2。
柱状部121是在基座部120的中央(与操作部件220的中心轴AX同轴)设置的、而且在下方突出的圆筒状的部分。通过多向输入装置10被安装于外部的设置面，柱状部121的底面被固定于该设置面。
四个梁部122X1、122X2、122Y1、122Y2各自是从四个方向分别支承柱状部121的上端部的部分。具体而言，梁部122X1从柱状部121的前侧(X轴正侧)支承柱状部121的上端部。并且，梁部122X2从柱状部121的后侧(X轴负侧)支承柱状部121的上端部。并且，梁部122Y1从柱状部121的左侧(Y轴负侧)支承柱状部121的上端部。并且，梁部122Y2从柱状部121的右侧(Y轴正侧)支承柱状部121的上端部。
载荷检测器130被设于操作输入部200和基座部120之间。载荷检测器130检测由于对外壳210施加载荷而在基座部120产生的应变，将表示所检测的应变的应变检测信号向外部输出。载荷检测器130具备FPC131及四个应变传感器132X1、132X2、132Y1、132Y2。
FPC131是具有挠性的薄膜状的布线部件。FPC131具有基部131A、引出部131B及连接部131C而构成。基部131A是在外壳210的下侧且中央部(与操作部件220的中心轴AX同轴)配置的圆形状的部分。在基部131A配置有四个应变传感器132X1、132X2、132Y1、132Y2。引出部131B是从基部131A沿水平方向且呈直线状向外壳210的外部延伸的部分。连接部131C是在引出部131B的前端设置的、与外部(连接器等)连接的部分。FPC131将从四个应变传感器132X1、132X2、132Y1、132Y2分别输出的应变检测信号，从连接部131C向外部输出。
四个应变传感器132X1、132X2、132Y1、132Y2分别被配置在FPC131的基部131A中相对于中心轴AX的四个方向中的各个方向，检测由于施加给外壳210的载荷传递至基座部120而引起的、在基座部120产生的应变。
具体而言，应变传感器132X1被配置在基部131A中比中心轴AX靠前侧(X轴正侧)的梁部122X1上。应变传感器132X1检测在梁部122X1产生的应变，并输出表示该应变的应变检测信号。
并且，应变传感器132X2被配置在基部131A中比中心轴AX靠后侧(X轴负侧)的梁部122X2上。应变传感器132X2检测在梁部122X2产生的应变，并输出表示该应变的应变检测信号。
并且，应变传感器132Y1被配置在基部131A中比中心轴AX靠左侧(Y轴负侧)的梁部122Y1上。应变传感器132Y1检测在梁部122Y1产生的应变，并输出表示该应变的应变检测信号。
并且，应变传感器132Y2被配置在基部131A中比中心轴AX靠右侧(Y轴正侧)的梁部122Y2上。应变传感器132Y2检测在梁部122Y2产生的应变，并输出表示该应变的应变检测信号。
间隔件140是被设于操作输入部200和基座部120之间的平板状的部件。间隔件140在操作输入部200和基座部120之间形成载荷检测器130的设置空间。具体而言，间隔件140具有比载荷检测器130的最大厚度尺寸稍大的厚度尺寸。并且，在间隔件140形成有形状沿着载荷检测器130(基部131A及引出部131B)的外周形状的开口140A。由此，间隔件140能够在操作输入部200和基座部120之间，在该间隔件140的开口140A内设置载荷检测器130(基部131A及引出部131B)。
(操作输入部200的结构)
图5是第一实施方式涉及的多向输入装置10具备的操作输入部200的分解立体图。
如图5所示，多向输入装置10具有外壳210。外壳210具有上侧外壳211、下侧外壳212及中间外壳213而构成。外壳210在上侧外壳211的上表面具有在沿上下方向贯通操作部件220的状态下进行配置用的开口部211A。外壳210通过将上侧外壳211、下侧外壳212及中间外壳213进行组合，形成为在内部具有收纳空间的箱状。
如图5所示，在多向输入装置10的外壳210的上部设有操作部件220。操作部件220具有：操作部221，从上侧外壳211的开口部211A向上方突出，供操作者进行倾倒操作；轴部222，从操作部221向下方延伸，并贯通开口部211A地被配置。操作部件220的轴部222的下端部与后述的第一联动部件116的轴部116B进行卡合。
在外壳210的内部(上侧外壳211和中间外壳213之间)收纳有四个螺旋弹簧114a、114b、114c、114d、弹簧支架部件115、第一联动部件116及第二联动部件117。
四个螺旋弹簧114a、114b、114c、114d是“复位弹簧”的一例。四个螺旋弹簧114a、114b、114c、114d以能够在相对于中心轴AX的四个方向中的各个方向上沿上下方向弹性变形的方式被配置在中间外壳213的贯通孔213A内。四个螺旋弹簧114a、114b、114c、114d借助各自的弹性复位力，在相对于中心轴AX的四个方向中的各个方向上对弹簧支架部件115向上方施力。
弹簧支架部件115是通过金属板被加工而形成的部件。弹簧支架部件115具有在相对于中心轴AX的四个方向中的各个方向设置的四个接受部115A，通过这四个接受部115A接受四个螺旋弹簧114a、114b、114c、114d各自的上端部。弹簧支架部件115与第一联动部件116和第二联动部件117的下表面弹性接触，使来自四个螺旋弹簧114a、114b、114c、114d的各自的作用力作用于第一联动部件116及第二联动部件117。
第一联动部件116是“连结机构”的一例。第一联动部件116是伴随着操作部件220的朝向X轴方向的倾倒操作而沿X轴方向转动的部件。第一联动部件116具有从上方俯视观察呈长方形状的开口部116D。在开口部116D内设有沿X轴方向延伸的圆柱状的轴部116B。轴部116B通过与操作部件220的轴部222的下端部卡合，能够限制操作部件220的朝向上下方向的移动。第一联动部件116在Y轴方向的两端部具有沿Y轴方向突出的圆柱状的一对轴部116C。第一联动部件116的一对轴部116C分别被在上侧外壳211设置的轴承部(省略图示)绕轴支承，由此通过上侧外壳211被支承着能够沿X轴方向转动。在一方的轴部116C的前端部设有用于检测第一联动部件116的转动动作的磁铁116A。另外，与弹簧支架部件115抵接的第一联动部件116的下表面为平坦面。在操作部件220的非操作时，第一联动部件116的下表面借助四个螺旋弹簧114a、114b、114c、114d各自的作用力，与弹簧支架部件115面接触。由此，第一联动部件116成为不沿X轴方向转动的状态(即，使操作部件220成为中立状态的状态)。
第二联动部件117是“连结机构”的另一例。第二联动部件117是伴随着操作部件220的朝向Y轴方向的倾倒操作而沿Y轴方向转动的部件。第二联动部件117被配置在第一联动部件116的上侧，并且与第一联动部件116正交。第二联动部件117弯曲地形成为朝向上方侧的弓状，沿着该弓状部分的长度方向形成有开口部117B。在开口部117B内贯通地配置有操作部件220的轴部222。第二联动部件117在X轴方向的两端部具有沿X轴方向突出的圆柱状的一对轴部117C。第二联动部件117的一对轴部117C分别被在上侧外壳211设置的轴承部(省略图示)绕轴支承，由此被上侧外壳211支承为能够沿Y轴方向转动。在一方的轴部117C的前端部设有用于检测第二联动部件117的转动角度的磁铁117A。另外，与弹簧支架部件115抵接的第二联动部件117的下表面为平坦面。在操作部件220的非操作时，第二联动部件117的下表面通过四个螺旋弹簧114a、114b、114c、114d各自的作用力而与弹簧支架部件115面接触。由此，第二联动部件117成为不沿Y轴方向转动的状态(即，使操作部件220成为中立状态的状态)。
并且，如图5所示，在多向输入装置10的外壳210的内部(中间外壳213和下侧外壳212之间)设有旋转传感器118及旋转传感器119。在本实施方式中，作为旋转传感器118及旋转传感器119，使用GMR(Giant Magneto Resistive effect，巨磁电阻效应)元件。
旋转传感器118被配置在FPC230上的与在第一联动部件116设置的磁铁116A对置的位置，检测第一联动部件116的旋转角度(即，操作部件220的X轴方向的倾倒角度)。旋转传感器118通过FPC230输出表示第一联动部件116的旋转角度的旋转角度检测信号。
旋转传感器119被配置在FPC230上的与在第二联动部件117设置的磁铁117A对置的位置，检测第二联动部件117的旋转角度(即，操作部件220的Y轴方向的倾倒角度)。旋转传感器119通过FPC230输出表示第二联动部件117的旋转角度的旋转角度检测信号。
如以上那样构成的多向输入装置10在进行操作部件220的倾倒操作时，第一联动部件116及第二联动部件117中一方或者双方转动。由此，根据操作部件220的倾倒方向及倾倒角度，从旋转传感器118及旋转传感器119中一方或者双方通过FPC230向外部(例如，后述的控制装置150)输出旋转角度检测信号。
而且，多向输入装置10在操作部件220的倾倒操作被解除时，借助来自四个螺旋弹簧114a、114b、114c、114d的作用力，通过弹簧支架部件115、第一联动部件116及第二联动部件117，操作部件220复位为中立状态。
并且，多向输入装置10不限于被进行了操作部件220的倾倒操作的情况，在外壳210被施加载荷时，在基座部120中，柱状部121被固定，与之相对，在四个梁部122X1、122X2、122Y1、122Y2产生与载荷被施加的方向及载荷的大小对应的应变。在这种情况下，通过四个应变传感器132X1、132X2、132Y1、132Y2分别检测四个梁部122X1、122X2、122Y1、122Y2各自的应变。而且，从四个应变传感器132X1、132X2、132Y1、132Y2分别通过FPC131向外部(例如，后述的控制装置150)输出应变检测信号。
(多向输入装置10的电连接结构)
图6是表示第一实施方式涉及的多向输入装置10的电连接结构的框图。如图6所示，多向输入装置10除各旋转传感器118、119及各应变传感器132X1、132X2、132Y1、132Y2外，还具备控制装置150。
控制装置150是“控制机构”的一例。控制装置150进行多向输入装置10的各种控制。控制装置150例如是IC(Integrated Circuit，集成电路)。
控制装置150通过FPC230与各旋转传感器118、119连接。控制装置150通过FPC230获取从各旋转传感器118、119输出的旋转角度检测信号。
并且，控制装置150通过FPC131与各应变传感器132X1、132X2、132Y1、132Y2连接。控制装置150通过FPC131获取从各应变传感器132X1、132X2、132Y1、132Y2输出的应变检测信号。
而且，例如控制装置150根据从旋转传感器118获取的旋转角度检测信号，能够检测操作部件220的X轴方向的倾倒角度。
并且，例如控制装置150根据从旋转传感器119获取的旋转角度检测信号，能够检测操作部件220的Y轴方向的倾倒角度。
并且，例如控制装置150根据从各应变传感器132X1、132X2、132Y1、132Y2获取的各应变检测信号，能够检测针对外壳210在各个方向(X轴方向、Y轴方向及Z轴方向)施加的载荷。
而且，例如控制装置150根据所检测的载荷，能够判定操作部件220进行的的操作内容。
例如，控制装置150在X-Y平面上的特定的方向的应变量増加的情况下，能够判定为通过操作部件220进行了朝向该方向的倾倒操作。在这种情况下，控制装置150根据应变量能够判定操作部件220的倾倒角度。
并且，控制装置150在X-Y平面上的四个方向各自的应变量大致均等地増加的情况下，能够判定为通过操作部件220进行了朝向Z轴方向的按压操作。在这种情况下，控制装置150根据X-Y平面上的四个方向各自的应变量，能够判定针对操作部件220的朝向Z轴方向的按压载荷。
并且，例如控制装置150当操作部件220物理地向特定的方向倾倒最大角度的状态下，在朝向该方向的应变量进一步増加的情况下，能够判定为通过操作部件220进行了朝向该方向的进一步的按压操作。在这种情况下，控制装置150根据应变量能够判定操作部件220的进一步的按压操作的载荷的大小。
并且，例如控制装置150根据四个方向中的各个方向的应变量，能够检测出操作者针对操作部件220的接触及非接触。
例如，控制装置150在四个方向中的各个方向的应变量中的至少一个大致不为零的情况下，能够检测出操作者针对操作部件220的接触。
并且，例如控制装置150在四个方向中的各个方向的应变量都大致为零的情况下，能够检测出操作者针对操作部件220的非接触。在这种情况下，控制装置150无论旋转角度检测信号怎样，都能够判定为操作部件220处于非操作状态。因此，控制装置150能够进行把此时的旋转角度检测信号的值设为旋转角度检测信号的原点的校正。
并且，例如控制装置150根据四个方向中的各个方向的应变量，能够检测出操作者针对外壳210的接触及非接触。
如以上说明的那样，第一实施方式涉及的多向输入装置10具备操作输入部200。具有操作部件220、将操作部件220的倾斜转换为正交的两个旋转角度的第一联动部件116及第二联动部件117、使操作部件220复位为直立状态的螺旋弹簧114a、114b、114c、114d、以及在内部收纳第一联动部件116、第二联动部件117、螺旋弹簧114a、114b、114c、114d、以及操作部件220的一部分的外壳210；板状的基座部120，被设于外壳210之下；以及载荷检测器130，被设于基座部120，检测施加给外壳210的载荷。
由此，第一实施方式涉及的多向输入装置10在操作部件220为非操作状态的情况下，由于通过载荷检测器130检测出的载荷大致为零，所以无论旋转角度检测信号怎样，都能够判定为操作部件220处于非操作状态。因此，根据第一实施方式涉及的多向输入装置10，能够容易判断操作部件220位于原点的状态。
并且，第一实施方式涉及的多向输入装置10还具备在基座部120的中央部设置的柱状部121，载荷检测器130具有检测在柱状部121的周围施加的应变的四个应变传感器132X1、132X2、132Y1、132Y2。
由此，第一实施方式涉及的多向输入装置10能够提高对外壳210施加的载荷的检测精度。并且，能够把具有四个应变传感器的已有的载荷检测器作为载荷检测器130使用。
并且，在第一实施方式涉及的多向输入装置10中，柱状部121与基座部120一体地形成，应变传感器132X1、132X2、132Y1、132Y2被设于在基座部120中包围柱状部121的四个方向中的各个方向。
由此，第一实施方式涉及的多向输入装置10能够提高操作部件220的水平方向(X轴方向及Y轴方向)的操作的检测精度。
并且，第一实施方式涉及的多向输入装置10的螺旋弹簧114a、114b、114c、114d被设于四个方向中的各个方向。
由此，第一实施方式涉及的多向输入装置10使从操作部件220输入的水平方向(X轴方向及Y轴方向)的载荷难以转换为朝向铅直方向(Z轴方向)的力，所以能够提高水平方向的载荷的检测精度。
并且，在第一实施方式涉及的多向输入装置10中，操作输入部200具有：旋转传感器118、119，检测第一联动部件116及第二联动部件117的旋转角度；控制装置150，在载荷检测器130没有检测出水平方向的载荷的情况下，进行把此时的旋转传感器118、119的输出值设为旋转传感器118、119的输出的原点的校正。
由此，第一实施方式涉及的多向输入装置10在操作部件220处于非操作状态时，即使是操作部件220不处于正确的中立状态的情况下，也能够把此时的旋转传感器118、119的输出值作为旋转传感器118、119的输出的原点，进行旋转角度检测信号的原点校正。
〔第二实施方式〕
下面，参照图7～图9对第二实施方式进行说明。图7是表示第二实施方式涉及的多向输入装置10A的上面侧的外观立体图。图8是表示第二实施方式涉及的多向输入装置10A的底面侧的外观立体图。图9是第二实施方式涉及的多向输入装置10A的剖面图。
下面，关于第二实施方式涉及的多向输入装置10A，主要对相对于第一实施方式涉及的多向输入装置10的变更点进行说明。即，关于对多向输入装置10A以下不做说明的方面，具有与多向输入装置10相同的结构及効果。
第二实施方式涉及的多向输入装置10A在操作输入部200的外壳210的下侧具备基座部320及载荷检测器330替代基座部120及载荷检测器130，这一点与第一实施方式涉及的多向输入装置10不同。
基座部320是在操作输入部200的外壳210的下侧安装的平板状的部件。基座部320具有柱状部321及凹部322。
柱状部321是在基座部320的上面的中央(与操作部件220的中心轴AX同轴)向上方突出地设置的圆柱状的部分。如图9所示，基座部320被安装于外壳210的下侧，由此柱状部321的上表面被固定于外壳210的底面。
凹部322形成于基座部320的底面，具有沿着载荷检测器330的FPC331的外周形状的形状。在凹部322内配置有载荷检测器330。
载荷检测器330被设于在基座部320的底面形成的凹部322内。载荷检测器330对通过对外壳210施加载荷而在基座部320中的柱状部321的周围产生的应变进行检测，将表示所检测的应变的应变检测信号向外部输出。载荷检测器330具备FPC331及四个应变传感器332X1、332X2、332Y1、332Y2。
FPC331是具有挠性的薄膜状的布线部件。FPC331具有基部331A及引出部331B而构成。基部331A是在基座部320的凹部322内且中央部(与操作部件220的中心轴AX同轴)配置的圆形状的部分。在基部331A的下表面(Z轴负侧的面)，四个应变传感器332X1、332X2、332Y1、332Y2被配置于柱状部321的周围四个方向上。引出部331B是从基部331A沿水平方向且呈直线状向外壳210的外部延伸的部分。FPC331将从四个应变传感器332X1、332X2、332Y1、332Y2分别输出的应变检测信号向外部输出。
四个应变传感器332X1、332X2、332Y1、332Y2分别在FPC331的基部331A的下表面且柱状部321的周围被配置在相对于中心轴AX的四个方向中的各个方向上，检测通过对外壳210施加载荷而在基座部320中的柱状部321的周围产生的应变。
具体而言，应变传感器332X1被配置于在基部331A的底面中比柱状部321靠前侧(X轴正侧)。应变传感器332X1检测在基座部320的比柱状部321靠前侧的部分产生的应变，并输出表示该应变的应变检测信号。
并且，应变传感器332X2被配置于在基部331A的底面中比柱状部321靠后侧(X轴负侧)。应变传感器332X2检测在基座部320的比柱状部321靠后侧的部分产生的应变，并输出表示该应变的应变检测信号。
并且，应变传感器332Y1被配置于在基部331A的底面中比柱状部321靠左侧(Y轴负侧)。应变传感器332Y1检测在基座部320的比柱状部321靠左侧的部分产生的应变，并输出表示该应变的应变检测信号。
并且，应变传感器332Y2被配置于在基部331A的底面中比柱状部321靠右侧(Y轴正侧)。应变传感器332Y2检测在基座部320的比柱状部321靠右侧的部分产生的应变，并输出表示该应变的应变检测信号。
如以上那样构成的第二实施方式涉及的多向输入装置10A不限于进行了操作部件220的倾倒操作的情况，在外壳210被施加载荷时，该载荷传递至基座部320的柱状部321，因此在基座部320中的柱状部321的周围产生与载荷被施加的方向及载荷的大小对应的应变。在这种情况下，通过四个应变传感器332X1、332X2、332Y1、332Y2分别检测基座部320中的柱状部321的周围四个位置的各位置的应变。而且，从四个应变传感器332X1、332X2、332Y1、332Y2通过FPC331分别向外部(例如，图6所示的控制装置150)输出应变检测信号。
以上对本发明的一实施方式进行了详细说明，但本发明不限于这些实施方式，能够在权利要求书所记载的本发明的主旨的范围中进行各种各样的变形或者变更。
例如，在上述各实施方式中采用了使用在外壳210的下侧设置的应变传感器来检测对外壳210施加的载荷的结构，但不限于此，也可以采用使用在外壳210的下侧设置的压力传感器来检测对外壳210施加的载荷的结构。
并且，例如在上述第二实施方式中，柱状部321与基座部320一体地形成，但不限于此，柱状部321也可以与外壳210一体地形成。即，柱状部321也可以从外壳210的底面向下方突出设置。在这种情况下，也可以在外壳210的底面中的柱状部321的周围设有各应变传感器。即使是这种情况下，也能够提高操作部件220的水平方向(X轴方向及Y轴方向)的操作的检测精度。
并且，例如在上述各实施方式中，基座部120、320是与外壳210分体的部件，但不限于此，基座部120、320也可以与外壳210一体地形成。
并且，例如在上述各实施方式中，操作输入部200具有旋转传感器118、119，但不限于此，操作输入部200也可以不具有旋转传感器118、119。因为控制装置150可以根据从各应变传感器获取的应变检测信号，判定操作部件220的倾倒方向及倾倒角度。
并且，例如在上述各实施方式中，在柱状部的周围配置四个应变传感器，但不限于此，也可以在柱状部的周围配置三个以下或者五个以上的应变传感器。
并且，例如在上述各实施方式中，作为使操作部件220复位为中立状态的“复位弹簧”的一例，使用了在相对于操作部件220的中心轴AX的四个方向中的各个方向上配置的能够沿上下方向弹性变形的四个螺旋弹簧114a、114b、114c、114d，但不限于此。例如，作为“复位弹簧”的另一例，也可以使用以通过联杆使两个连结机构各自的转动轴沿复位方向转动的方式进行施力的能够沿水平方向弹性变形的多个螺旋弹簧。在这种情况下，从操作部件220输入的水平方向(X轴方向及Y轴方向)的载荷难以转换为朝向铅直方向(Z轴方向)的力，因此能够提高水平方向的载荷的检测精度。
本国际申请以在2019年6月19日提出申请的第2019-113912号日本专利申请为基础并对其主张优先权，并且该原专利申请的全部内容通过引用被包含于本国际申请中。
标号说明
10、10A…多向输入装置
114a、114b、114c、114d…螺旋弹簧
115…弹簧支架部件
116…第一联动部件(连结机构)
117…第二联动部件(连结机构)
118、119…旋转传感器
120…基座部
121…柱状部
122X1、122X2、122Y1、122Y2…梁部
130…载荷检测器
131…FPC
132X1、132X2、132Y1、132Y2…应变传感器
140…间隔件
150…控制装置(控制机构)
200…操作输入部
210…外壳
220…操作部件(操作轴)
230…FPC
320…基座部
321…柱状部
322…凹部
330…载荷检测器
331…FPC
332X1、332X2、332Y1、332Y2…应变传感器

Claims (6)

1.一种多向输入装置，其特征在于，具备：
操作输入部，具有操作轴、将所述操作轴的倾斜转换为正交的两个旋转角度的两个连结机构、使所述操作轴复位为直立状态的至少一个复位弹簧、以及在内部收纳两个所述连结机构、至少一个所述复位弹簧以及所述操作轴的一部分的框体；
板状的基座部，被设于所述框体之下；以及
载荷检测器，被设于所述框体或者所述基座部，检测施加给所述框体的载荷，
所述操作输入部具有：
旋转传感器，检测所述连结机构的旋转角度；以及
控制机构，在所述载荷检测器没有检测到水平方向的载荷的情况下，进行将此时的所述旋转传感器的输出值设为所述旋转传感器的输出的原点的校正。
2.根据权利要求1所述的多向输入装置，其特征在于，
所述多向输入装置还具备在所述框体或者所述基座部的中央部设置的柱状部，
所述载荷检测器具有检测在所述柱状部的周围施加的应变的多个应变传感器。
3.根据权利要求2所述的多向输入装置，其特征在于，
所述柱状部与所述基座部一体地形成，
所述应变传感器被设置在所述基座部中包围所述柱状部的四个方向中的各个方向上。
4.根据权利要求2所述的多向输入装置，其特征在于，
所述柱状部与所述框体一体地形成，
所述应变传感器被设置在所述框体中包围所述柱状部的四个方向中的各个方向上。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的多向输入装置，其特征在于，
所述复位弹簧被设置在四个方向中的各个方向上。
6.根据权利要求1～4中任一项所述的多向输入装置，其特征在于，
所述复位弹簧沿水平方向被设置有多个。
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Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5659334A (en) * 1993-12-15 1997-08-19 Interlink Electronics, Inc. Force-sensing pointing device
TW290666B (zh) * 1994-03-02 1996-11-11 Alps Electric Co Ltd
TW364092B (en) * 1997-04-04 1999-07-11 Matsushita Electric Ind Co Ltd A load sensor and a pointing equipment incorporating the same
JP2000214985A (ja) * 1999-01-25 2000-08-04 Alps Electric Co Ltd キ―ボ―ド入力装置
JP2000250649A (ja) 1999-02-26 2000-09-14 Aisin Seiki Co Ltd 移動体操縦装置
JP4089397B2 (ja) * 2002-11-20 2008-05-28 松下電器産業株式会社 多方向スライドスイッチ
JP3814280B2 (ja) * 2004-04-23 2006-08-23 アルプス電気株式会社 多方向入力装置
US7199314B2 (en) * 2005-06-08 2007-04-03 Cts Corporation Joystick and switch
JP2013047871A (ja) * 2011-08-29 2013-03-07 Alps Electric Co Ltd 入力デバイス
JP5828724B2 (ja) * 2011-09-15 2015-12-09 アルプス電気株式会社 多方向入力装置
GB2509091A (en) * 2012-12-20 2014-06-25 Bae Systems Plc Inceptor Apparatus
GB201409409D0 (en) * 2014-05-28 2014-07-09 Bae Systems Plc Inceptor apparatus
JP6666729B2 (ja) * 2016-01-28 2020-03-18 ホシデン株式会社 多方向スイッチ装置
US10770247B1 (en) * 2019-11-27 2020-09-08 Dongguan City Kaihua Electronics Co., Ltd Varistor type multi-directional input device
JP7301730B2 (ja) * 2019-12-17 2023-07-03 アルプスアルパイン株式会社 多方向入力装置

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